1．生產(chǎn)工藝及污染源
煉鋁的原料主要是鋁土礦，冶煉工藝主要是氧化鋁的制備及其熔鹽電解。
氧化鋁生產(chǎn)采用堿法，有拜耳法、堿石灰燒結(jié)法和聯(lián)合法。目前，世界上90％以上的氧化鋁都由拜耳法生產(chǎn)。
電解鋁生產(chǎn)采用冰晶石一氧化鋁熔鹽電解法。中間加料預(yù)焙燒陽(yáng)極鋁電解槽已成為我國(guó)電解鋁廠建設(shè)的惟一推薦槽型。
在氧化鋁生產(chǎn)的石灰制備、原材料破碎、轉(zhuǎn)運(yùn)、配料、燒結(jié)、氫氧化鋁焙燒、氧化鋁轉(zhuǎn)運(yùn)及包裝等工序產(chǎn)生粉塵。在電解鋁生產(chǎn)的氧化鋁轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程也散發(fā)粉塵，電解槽煙氣含有粉塵和氟化氫氣體。
2．鋁電解煙氣干法凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型
(1)袋式除塵凈化工藝 鋁冶煉采用電解法制取金屬鋁，以氧化鋁為原料，氟化鹽為熔劑，炭素材料作導(dǎo)體。電解槽是最主要的污染源，產(chǎn)生氟化物和粉塵。預(yù)焙陽(yáng)極電解槽產(chǎn)生的氟化物為16～25kg／t·Al，粉塵為40～60kg／t·Al。去除氟化物是治理電解槽煙氣的重點(diǎn)。
鋁電解含氟煙氣的干法凈化，是利用其生產(chǎn)原料氧化鋁吸附煙氣中的氟化氫，然后氧化鋁返回到生產(chǎn)工藝中，直接回收氟。
電解煙氣干法凈化流程如圖13—34所示。在該流程中，袋式除塵器具有除塵和凈化氟化物的雙重功能。煙氣含塵濃度為60～150g/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，回收的粉塵直接作為原料使用。
圖13—34鋁電解煙氣凈化流程
1-電解槽 2-新氧化鋁倉(cāng) 3-反應(yīng)器 4-袋式除塵器 5-引風(fēng)機(jī) 6-煙囪 7-吸附后氧化鋁倉(cāng)
1-電解槽 2-新氧化鋁倉(cāng) 3-反應(yīng)器 4-袋式除塵器 5-引風(fēng)機(jī) 6-煙囪 7-吸附后氧化鋁倉(cāng)
(2)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1)袋式除塵器氣流分布：進(jìn)風(fēng)總管配置是氣流分布均勻的基礎(chǔ)。大型組合袋
式除塵器進(jìn)出風(fēng)總管配置關(guān)系到氣流分布和各倉(cāng)室阻力是否均勻。一般可采取下列措施：一是采用格板式風(fēng)管分別進(jìn)入倉(cāng)室，使各倉(cāng)室氣流互不干擾；二是在避免粉塵沉積前提下降低總管風(fēng)速；三是采用均布分流隔板裝置；四是在過(guò)濾袋室設(shè)分流三通支管，使各除塵過(guò)濾袋室相對(duì)獨(dú)立。以上措施需根據(jù)系統(tǒng)工藝流程、規(guī)模及粉塵性質(zhì)綜合考慮而選取。菱型扁袋除塵器采用的是第三和第四種。
進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)是氣流分布均勻的關(guān)鍵。除塵器進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)要使氣流均布于每條濾袋，并在一定程度上促使粉塵沉降，可在濾袋底部至灰斗上沿留出一定高度。
2)袋式除塵器的清灰及其控制：目前，鋁電解袋式除塵器多采用脈沖噴吹清灰方式。濾料上的氧化鋁粉塵層是吸附氟化氫的**一道屏障，因此，除塵器實(shí)際并不需要過(guò)分地清灰，采用在線清灰較為合理。
將原來(lái)較多使用的定時(shí)控制改為差壓、定時(shí)混合控制，有利于延長(zhǎng)濾袋和膜片壽命。
3)濾料材質(zhì)：鋁電解煙氣凈化主要采用聚酯針刺氈，單重500～650mg／m2。近期也采用高密面層聚酯針刺氈。濾袋的縱縫采用高溫?zé)崛奂夹g(shù)粘接。粉塵排放濃度低于5mg／m3(標(biāo)準(zhǔn))。
工程上曾試驗(yàn)采用覆膜濾料代替聚酯針刺氈。初期顯示出低排放濃度的優(yōu)點(diǎn)，但在一個(gè)月以后，覆膜濾料與聚酯針刺氈的粉塵排放濃度逐漸接近，在兩個(gè)月以后，覆膜濾料的粉塵排放濃度逐漸增大。
4)卸灰輸灰系統(tǒng)：在鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)通常采用風(fēng)動(dòng)溜槽及密封箱來(lái)取代星型卸灰閥。
5)防磨：氧化鋁粉塵磨啄性較強(qiáng)，除塵器設(shè)計(jì)要采取防磨措施，特別在進(jìn)風(fēng)總管和彎管處。進(jìn)風(fēng)閥門(mén)不宜采用蝶閥，應(yīng)采用插板閥。進(jìn)風(fēng)彎管應(yīng)采用雙層管技術(shù)。
6)其他：鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)是不間斷常年運(yùn)行，除塵器設(shè)計(jì)應(yīng)方便檢修。上箱體應(yīng)設(shè)計(jì)得足夠高，更換濾袋在上箱體內(nèi)進(jìn)行；或者采用上揭蓋結(jié)構(gòu)，都是可行的。
除塵器濾袋宜整體更換，否則將導(dǎo)致濾袋負(fù)荷不均勻，影響濾袋壽命。若少量濾袋破損，可密封破袋的袋口，當(dāng)破損數(shù)量超過(guò)10％時(shí)，再全部更換。對(duì)于少量更換的新濾袋，應(yīng)先密封其袋口，放入載氟氧化鋁中數(shù)日，待阻力增加后再投人運(yùn)行。
(3)工程實(shí)例
【常源機(jī)械實(shí)例】雅安某鋁廠年產(chǎn)50萬(wàn)t電解鋁，有兩個(gè)系列，共計(jì)576臺(tái)AP—30電解槽(電流310～315kA)，分設(shè)在四棟長(zhǎng)920m、寬30m的廠房中。
設(shè)有四個(gè)煙氣干法凈化系統(tǒng)，除塵工藝流程如圖13—34所示。系統(tǒng)參數(shù)見(jiàn)表13—54。
表13—54鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)參數(shù)
| 單槽煙氣量／(m3／h) | 11390 | |
| 系統(tǒng)處理煙氣量／(m3／h) | 1260000 | |
| 過(guò)濾面積／m2 | 17500 | |
| 過(guò)濾速度／(m/min) | 1.2 | |
|
污染物排放濃度／(mg／m3)(標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)) |
粉塵 | 5 |
| HF | 0.8 | |
| 塵氟 | 0.5 | |
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